CN111641206A - 一种自然灾害后电网故障多级协同排查方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自然灾害后电网故障多级协同排查方法，根据自然灾害的监测信息和区域故障停电信息，对电网故障进行分类，得到灾害故障区域和波及停电区域；针对灾害故障区域实施灾害故障区域故障多级协同排查方法，依据电网监测终端上送的故障信息、节点历史故障的聚类结果信息，评判故障排查优先级，按照节点自下而上的排查流程逐级排查和合闸处理，以恢复供电；针对波及停电区域实施波及停电区域故障多级协同排查方法，优先进行转供电的方式，按照节点自上而下的排查流程逐级排查和合闸处理，以恢复供电。本发明方法对停电区域进行分类的方式进行差别化协同排查，从而在减少二次故障的前提下，提升故障排查的效率、减少事故后故障停电事件。

Description

一种自然灾害后电网故障多级协同排查方法
技术领域
本发明属于电网故障技术领域，具体涉及一种自然灾害后电网故障多级协同排查方法。
背景技术
大范围自然灾害发生必然影响到线路、变压器等供电设备，往往会导致受影响区域大范围的供电中断，严重影响企业生产和居民生活，影响到抢险救灾工作的顺利开展。一旦发生大范围停电事件，供电公司会立刻对停电范围和严重程度进行预判，根据预案全力抢修。但由于事发突然且影响范围大，配电网受灾范围、受灾程度难以根据现场实际来停电统计，根据变电站线路跳闸信息做出的受灾评估，对配电网和低压电网的受灾统计偏差很大，可能会导致受灾中心区域供电恢复延迟。同时现有的技术缺乏有效的灾后停电的原因判断的协同排查方法，因此限制了再恢复的时间。
近年来自然灾害发生频繁，监测电网在自然灾害发生时的受损状态愈发迫切，促使我们有必要研究一种能监测大范围自然灾害发生时配电网运行状态和故障后多级协同排查和恢复供电的方法，实现自然灾害发生时的实时监控、损失情况分析，为真实评估受灾程度，合理分配抢修力量，有方式有效率的快速恢复电力供应提供技术支持。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种自然灾害后电网故障多级协同排查方法，所述方法根据自然灾害的监测信息和区域故障停电信息，对电网故障进行分类，得到灾害故障区域和波及停电区域。针对灾害故障区域实施灾害故障区域故障多级协同排查方法，依据电网监测终端上送的故障信息、节点历史故障的聚类结果信息，评判故障排查优先级，按照节点自下而上的排查流程逐级排查和合闸处理，以恢复供电；针对波及停电区域实施波及停电区域故障多级协同排查方法，优先进行转供电的方式，按照节点自上而下的排查流程逐级排查和合闸处理，以恢复供电。该方法对停电区域进行分类的方式进行差别化协同排查，从而在减少二次故障的前提下，提升故障排查的效率、减少事故后故障停电事件。
本发明采用如下技术方案：
一种自然灾害后电网故障多级协同排查方法，包括：
对自然灾害后电网故障进行分类，得到灾害故障区域和波及停电区域；
针对灾害故障区域，根据节点故障概率确定排查优先级，按照节点自下而上的排查流程逐级排查并进行合闸处理，恢复供电；所述节点为供电线路中具备电气量量测的位置；
针对波及停电区域，根据转供电方式确定排查优先级，按照节点自上而下的排查流程逐级排查并进行合闸处理，恢复供电。
进一步的，所述对自然灾害后电网故障进行分类，得到灾害故障区域和波及停电区域，包括：
根据气象部门和地质部门获取的自然灾害监测信息得到自然灾害区域覆盖范围；
根据上报区域故障停电信息的终端地理位置，得到停电区域覆盖范围；
定义自然灾害区域覆盖范围与停电区域覆盖范围的相交区域为灾害故障区域；
获取停电区域覆盖范围中，不在灾害故障区域内的每条停电线路，定义基于每条停电线路地理位置信息构成的停电区域范围为波及停电区域。
进一步的，所述针对灾害故障区域，根据节点故障概率确定排查优先级，按照节点自下而上的排查流程逐级排查并进行合闸处理，恢复供电，包括：
断开灾害故障区域所覆盖的已停电供电线路的最上级开关；
针对每条已停电供电线路，对电网监测终端上送故障信息的节点和高发故障概率节点按照自下而上的排查流程进行排查；
针对每条已停电供电线路，对一般故障概率节点按照自下而上的排查流程进行排查；
针对每条已停电供电线路，按照自下而上的流程对所有节点进行二次排查后；对灾害故障区域线路中的所有已断开开关进行合闸处理；
对灾害故障区域所覆盖的所有已停电供电线路的最上级开关进行合闸处理。
进一步的，若对灾害故障区域所覆盖的所有已停电供电线路的最上级开关进行合闸处理后有任意停电供电线路故障二次发生，则断开该线路所有开关，按照自上而下的流程对该线路所有开关逐级合闸，直至再次发生故障，对该开关及下游线路进行故障排查后，再次合闸，直至整条线路恢复供电。
进一步的，所述节点故障概率确定如下：
获取灾害故障区域所有电网线路供电节点对应的历史停电次数、节点故障次数、历史停电时间三维标签历史数据；
采用K-Means聚类方法，按照历史停电次数、节点故障次数、历史停电时间三个维度，将所有节点聚成三类；
计算聚类中心点的故障概率评估值：
K(i)= Nb(i)2 + Na(i) + Tc(i)/ Na(i)；
其中，K(i) 为聚类中心点i的故障概率评估值，Na(i)为聚类中心点i的历史停电次数，Nb(i)为节点i的的节点故障次数，Tc(i)为聚类中心点i的的历史停电时间；i=1,2,3；
将K(i)从大到少进行排序，将K(i)所代表的三类节点分为高发故障概率节点、一般故障概率节点和低发故障概率节点。
进一步的，所述针对波及停电区域，根据转供电方式确定排查优先级，按照节点自上而下的排查流程逐级排查并进行合闸处理，恢复供电，包括：
根据电网线路拓扑结构，确认每个波及停电区域的每条供电线路是否有可专供供电电源；
如果有可专供供电电源，则断开波及停电区域供电线路与灾害故障区域相邻的最上游开关后，对与可专供供电电源交界的开关进行合闸处理；按照节点自上而下的排查流程，对波及停电区域供电线路进行逐级排查，排查确认无故障后，对线路开关进行合闸处理，直至整条线路恢复供电；
如果无可专供供电电源，则等待灾害故障区域恢复供电后，按照节点自上而下的排查流程，对波及停电区域供电线路进行逐级排查，排查确认无故障后，对线路开关合闸处理，直至整条线路恢复供电。
进一步的，所述自下而上是指，线路末端节点至临近变压器的首端节点。
进一步的，所述自上而下是指，临近变压器的首端节点至线路末端节点。
本发明的有益效果为：
本发明通过对停电区域进行分类的方式进行差别化协同排查，从而在减少二次故障的前提下，提升故障排查的效率、减少事故后故障停电事件。
附图说明
图1为本发明的自然灾害后电网故障多级协同排查方法流程图；
图2 为本发明实施例中自然灾害后的供电网络示意图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明提供一种自然灾害后电网故障多级协同排查方法，参见图1，包括：
步骤1：根据自然灾害的监测信息和区域故障停电信息，对电网故障进行分类，得到灾害故障区域和波及停电区域。所述自然灾害包括气象灾害和地质灾害。
进一步的，包括：
步骤1.1：根据气象部门和地质部门获取的自然灾害监测信息得到自然灾害区域覆盖范围。
步骤1.2：根据上报区域故障停电信息的终端地理位置，得到停电区域覆盖范围。
步骤1.3：定义自然灾害区域覆盖范围与停电区域覆盖范围的相交区域为灾害故障区域；
步骤1.4：获取停电区域覆盖范围中，不在灾害故障区域内的每条停电线路，定义基于每条停电线路地理位置信息构成的停电区域范围为波及停电区域。
步骤2：针对灾害故障区域实施灾害故障区域故障多级协同排查方法，依据电网监测终端上送的故障信息、节点历史故障的聚类结果信息，评判故障排查优先级，按照节点自下而上的排查流程逐级排查和合闸处理，以恢复供电。所述节点为供电线路中具备电气量量测的位置；所述自下而上指线路末端节点至临近变压器的首端节点的流程。
进一步的，包括：
步骤2.1：断开灾害故障区域所覆盖的已停电供电线路的最上级开关。
步骤2.2：针对每条已停电供电线路，对电网监测终端上送故障信息的节点，以及高发故障概率节点按照自下而上的排查流程进行就地查看与检修，实现故障的识别并处理。
步骤2.2：针对每条已停电供电线路，对一般故障概率节点按照自下而上的排查流程进行就地查看与检修。
步骤2.3：针对每条已停电供电线路，按照自下而上的流程对所有节点进行二次排查后，对灾害故障区域线路中的所有已断开开关进行合闸处理。
步骤2.4：对灾害故障区域所覆盖的已停电供电线路的最上级开关进行合闸处理，若无故障二次发生，则该线路安全恢复供电。
步骤2.5：若合闸处理后有任意停电供电线路故障二次发生，则断开该线路所有开关，按照自上而下的流程对该线路所有开关逐级合闸，直至再次发生故障，对该开关及下游线路进行故障排查确认没问题后，再次合闸，直至整条线路恢复供电。
所述的节点历史故障的聚类结果信息，按照以下方式获取：
步骤a：定义历史停电次数、节点故障次数、历史停电时间三维标签，根据历史数据获取灾害故障区域所有电网线路供电节点对应的三维标签数据。
步骤b：根据K-Means聚类方法，按照历史停电次数、节点故障次数、历史停电时间三个维度，将所有节点聚成三类，其中[Na(1),Nb(1),Tc(1)]、[Na(2),Nb(2),Tc(2)]、[Na(3),Nb(3),Tc(3)]分别为三类的聚类中心点，Na(i)为聚类中心点i的历史停电次数，Nb(i)为聚类中心点i的节点故障次数，Tc(i)为聚类中心点i的历史停电时间。
步骤c：计算聚类中心点i的故障概率评估值K(i)：
K(i)= Nb(i)2 + Na(i) + Tc(i)/ Na(i)。
步骤d：按照K(i)从大到少的原则，将三类节点分为高发故障概率节点、一般故障概率节点、低发故障概率节点三类。
步骤3：针对波及停电区域的每条线路实施波及停电区域故障多级协同排查方法，优先进行转供电的方式，按照节点自上而下的排查流程逐级排查和合闸处理，以恢复供电。所述自上而下指涉及变压的首端节点至线路末端节点的流程。
进一步的，包括：
步骤3.1：根据电网线路拓扑结构，确认每个波及停电区域的供电线路是否有其他的可专供供电电源。
步骤3.2：如果有可专供供电电源，则断开波及停电区域供电线路与灾害故障区域相邻的最上游开关后，对与可专供供电电源交界的开关进行合闸处理。
步骤3.3：按照节点自上而下的排查流程，对波及停电区域供电线路进行逐级排查，排查确认无故障后，对线路开关合闸处理，直至整条线路恢复供电。
步骤3.4：如果无可专供供电电源，则等待灾害故障区域恢复供电后，按照节点自上而下的排查流程，对波及停电区域供电线路进行逐级排查，排查确认无故障后，对线路开关合闸处理，直至整条线路恢复供电。
进一步的，若合闸处理后有任意供电线路故障二次发生，则断开该线路所有开关，按照自上而下的流程对该线路所有开关逐级合闸，直至再次发生故障，对该开关及下游线路进行故障排查确认没问题后，再次合闸，直至整条线路恢复供电。
如图2所示的实施例中，有两个供电网络，其中两个电网在其中的一段线路中存在分界开关，使得两个供电网络独立运行。针对自然灾害区域和失电开关的地理位置，根据灾害故障区域和波及停电区域的分类方法，得到波及停电区域A和波及停电区域B；与自然灾害区域交接的停电区域为灾害故障区域。
对灾害故障区域实施灾害故障区域故障多级协同排查方法，对波及停电区域A和波及停电区域B实施波及停电区域故障多级协同排查方法。
灾害故障区域按照末端至变压器端的顺序优先排查上报故障的线路和高发故障概率节点进行第一轮排查；再针对每条已停电供电线路，对一般故障概率节点按照自下而上的排查流程进行二次排查；然后针对每条已停电供电线路，按照自下而上的流程对所有节点进行二次排查后，对线路中的已断开开关进行合闸处理；对灾害故障区域所覆盖的已停电供电线路的最上级开关进行合闸处理，无故障二次发生线路则该线路安全恢复供电；如任意停电供电线路在合闸处理后，故障二次发生，则断开该线路所有开关，按照由上至下的流程对该线路所有开关逐级合闸，直至再次发生故障，对该开关及下游线路进行故障排查确认没问题后，再次合闸，直至整条线路恢复供电。
本实施例中，波及停电区域B具备专供供电电源，则对该区域中该段线路最左侧的开关断开后，合上分界开关，再进行向左侧逐级开关排查流程，对波及停电区域B供电线路进行逐级排查，排查确认无故障后，对线路开关合闸处理，直至整条线路恢复供电。
本实施例中，波及停电区域A无可专供供电电源，需要等待灾害故障区域恢复供电后，按照节点自上而下的排查流程，对波及停电区域A供电线路进行逐级排查，排查确认无故障后，对线路开关合闸处理，直至整条线路恢复供电。
通过该方法，实现对停电区域进行分类的方式进行差别化协同排查，从而在减少二次故障的前提下，提升故障排查的效率、减少事故后故障停电事件。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种自然灾害后电网故障多级协同排查方法，其特征在于，包括：
对自然灾害后电网故障进行分类，得到灾害故障区域和波及停电区域；
针对灾害故障区域，根据节点故障概率确定排查优先级，按照节点自下而上的排查流程逐级排查并进行合闸处理，恢复供电；所述节点为供电线路中具备电气量量测的位置；
针对波及停电区域，根据转供电方式确定排查优先级，按照节点自上而下的排查流程逐级排查并进行合闸处理，恢复供电。
2.根据权利要求1所述的一种自然灾害后电网故障多级协同排查方法，其特征在于，所述对自然灾害后电网故障进行分类，得到灾害故障区域和波及停电区域，包括：
根据气象部门和地质部门获取的自然灾害监测信息得到自然灾害区域覆盖范围；
根据上报区域故障停电信息的终端地理位置，得到停电区域覆盖范围；
定义自然灾害区域覆盖范围与停电区域覆盖范围的相交区域为灾害故障区域；
获取停电区域覆盖范围中，不在灾害故障区域内的每条停电线路，定义基于每条停电线路地理位置信息构成的停电区域范围为波及停电区域。
3.根据权利要求1所述的一种自然灾害后电网故障多级协同排查方法，其特征在于，所述针对灾害故障区域，根据节点故障概率确定排查优先级，按照节点自下而上的排查流程逐级排查并进行合闸处理，恢复供电，包括：
断开灾害故障区域所覆盖的已停电供电线路的最上级开关；
针对每条已停电供电线路，对电网监测终端上送故障信息的节点和高发故障概率节点按照自下而上的排查流程进行排查；
针对每条已停电供电线路，对一般故障概率节点按照自下而上的排查流程进行排查；
针对每条已停电供电线路，按照自下而上的流程对所有节点进行二次排查后；对灾害故障区域线路中的所有已断开开关进行合闸处理；
对灾害故障区域所覆盖的所有已停电供电线路的最上级开关进行合闸处理。
4.根据权利要求3所述的一种自然灾害后电网故障多级协同排查方法，其特征在于，若对灾害故障区域所覆盖的所有已停电供电线路的最上级开关进行合闸处理后有任意停电供电线路故障二次发生，则断开该线路所有开关，按照自上而下的流程对该线路所有开关逐级合闸，直至再次发生故障，对该开关及下游线路进行故障排查后，再次合闸，直至整条线路恢复供电。
5.根据权利要求3所述的一种自然灾害后电网故障多级协同排查方法，其特征在于，所述节点故障概率确定如下：
获取灾害故障区域所有电网线路供电节点对应的历史停电次数、节点故障次数、历史停电时间三维标签历史数据；
采用K-Means聚类方法，按照历史停电次数、节点故障次数、历史停电时间三个维度，将所有节点聚成三类；
计算聚类中心点的故障概率评估值：
K(i)= Nb(i)2 + Na(i) + Tc(i)/ Na(i)；
其中，K(i) 为聚类中心点i的故障概率评估值，Na(i)为聚类中心点i的历史停电次数，Nb(i)为节点i的的节点故障次数，Tc(i)为聚类中心点i的的历史停电时间；i=1,2,3；
将K(i)从大到少进行排序，将K(i)所代表的三类节点分为高发故障概率节点、一般故障概率节点和低发故障概率节点。
6.根据权利要求1所述的一种自然灾害后电网故障多级协同排查方法，其特征在于，所述针对波及停电区域，根据转供电方式确定排查优先级，按照节点自上而下的排查流程逐级排查并进行合闸处理，恢复供电，包括：
根据电网线路拓扑结构，确认每个波及停电区域的每条供电线路是否有可专供供电电源；
如果有可专供供电电源，则断开波及停电区域供电线路与灾害故障区域相邻的最上游开关后，对与可专供供电电源交界的开关进行合闸处理；按照节点自上而下的排查流程，对波及停电区域供电线路进行逐级排查，排查确认无故障后，对线路开关进行合闸处理，直至整条线路恢复供电；
如果无可专供供电电源，则等待灾害故障区域恢复供电后，按照节点自上而下的排查流程，对波及停电区域供电线路进行逐级排查，排查确认无故障后，对线路开关合闸处理，直至整条线路恢复供电。
7.根据权利要求3或4所述的一种自然灾害后电网故障多级协同排查方法，其特征在于，所述自下而上是指，线路末端节点至临近变压器的首端节点。
8.根据权利要求6所述的一种自然灾害后电网故障多级协同排查方法，其特征在于，所述自上而下是指，临近变压器的首端节点至线路末端节点。
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